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题目:微/纳米尺度颗粒对橡胶表面摩擦性能的影响

关键词:丁苯橡胶;碳纳米管;晶须;表面摩擦性能

  摘要


    橡胶制品已经非常广泛的应用于我们的生活和工业的各个方面,而橡胶的表面摩擦性能是评价其整体性能的一个非常重要指标。橡胶的表面摩擦性能对其使用安全性能和寿命有直接的影响,因此在本文中主要就是研究了微/纳米尺度颗粒对橡胶表面摩擦性能的影响,摩擦性能主要考虑的是橡胶的磨损性能和表面摩擦力性能。

    本文中选用的橡胶是丁苯橡胶。主要内容是利用力学性能优异且具有纳米级别的碳纳米管和微米级别的晶须来对橡胶的表面摩擦性能进行改性。在利用碳纳米管改性橡胶表面摩擦性能中,我们对不同尺寸的碳纳米管进行了功能化处理。对于功能化的碳纳米管的利用分为两种方式:(1)通过共混方式对橡胶进行了改性;(2)合成含有碳纳米管的溶液对橡胶表面进行改性,文中也会对这两种方式改性的橡胶表面摩擦性能做出分析和对比。本文中利用到的晶须包括两种,即四针状氧化锌晶须和条状硫酸钙晶须,文中也会涉及到对这两种晶须的结构表征,提前预处理以及用这两种晶须改性橡胶后的表面摩擦性能的变化。除了对改性后橡胶宏观性能变化的分析和对比外,文中也从微观角度给橡胶改性后的性能变化给出合理解释。最后通过纳米尺度的碳管,微米尺度但具有四针状形状的氧化锌晶须和条状硫酸钙晶须对橡胶改性后的性能变化进行综合全面的分析和总结,以期望能阐述填料的添加含量,各种本身的特性(比如尺寸和结构)等对改性橡胶表面摩擦性能的影响。

    结果表明:碳纳米管的硅烷基化确实可以增强其在有机相中的分散性和均匀性,且碳纳米管的添加可以有效提高改性橡胶的抗磨损性能,当碳管含量为9%时,抗磨损性能最高可提升17.5%,而碳纳米管的添加对橡胶表面摩擦系数的影响不大;而与结构复杂的四针状氧化锌晶须相比较,结构更加简单的硫酸钙晶须则更有利于改善橡胶的抗磨损性能和抗湿滑性能,当硫酸钙晶须含量为15%时,改性橡胶的抗磨损性能提高了39.4%,而其改性橡胶的表面抗湿滑系数在5%含量时效果最好。